材料科学基础2021年南京航空航天大学硕士研究生考试真题.docx

材料科学基础2021年南京航空航天大学硕士研究生考试真题 南京航空航天大学 2018年硕士研究生入学考试初试试题（A卷）科目代码:818 满分:150 分 科目名称:材料科学基础 注意:①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、简单题（每小题10分，共30分） 1、镍为面心立方结构，其原子半径为0.1246nm，确定在镍的（100），（110）及（111）平面上12 mm中各有多少个原子 2、为什么说绿宝石结构（其结构式为 Be 3Al 2 [Si 6 O 18 ]）可以成为离子导电的载体 3、说明常见高聚物分子链的键接方式及其对聚合物性能的影响？ 二、已知液态纯镍在1.1013105Pa(1个大气压)，过冷度为319℃时发生均匀形核设临界晶核半径为1nm，纯镍的熔点为1726K，熔化热ΔHm=18075J/mol，摩尔体积Vx=6.6cm3/mol，计算（1）纯镍的液-固界面能和临界形核功；(2)若要在1726K发生均匀形核，需将大气压增加到多少？已知凝固时体积变化ΔV=-0.26cm3/mol(1J=9.87105 cm3Pa)。

15分） 三、关于Fe-C相图，回答问题20分） （1）、默写Fe-C相图 （2）、画出含C 0.4wt%合金室温平衡组织示意图，并标出组织组成物 （3）指出含C 0.77wt%合金从高温液态平衡冷却到室温要经过哪些转变？ （4）根据杠杆定律分别计算含C 0.4wt%合金在室温下的组织组成物与相组成物的相对百分含量 四、已知A 、B 、C 三组元固态完全不互溶，成分为80％A 、10％B 、10％C 的O 合金在冷却过程中将进行二元共晶反应和三元共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a 点)为60％A 、20％B 、20％C ，而三元共晶反应开始时的液相成分(E 点)为50％A 、10％B 、40％C 10分) (1) 试计算A 初％、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量 (2) 写出图中I 和P 合金的室温平衡组织 五、(25分)有一bcc 晶体的[111]011）（滑移系的临界分切力为60MPa ，试问在[001]和[010] 方向必须施加多少的应力才会产生滑移?随着滑移的进行，拉伸试样中该滑移面会发生什么现象？它对随后进一步的变形有何影响？对于一般工程用金属材料，试分析冷塑性变形对其组织结构、力学性能、物理化学性能和体系能量的影响。

六、(15分)为改善钛合金的切削加工性能，研制了一种新的加工工艺：渗氢处理+机械加工+脱氢处理已知某钛合金构件在800℃真空脱氢1小时其距表面0.05ｍｍ处的性能符合规定要求为进一步降低该构件的热处理变形，拟将该合金构件在700℃处理，问处理多少时间在距表面0.1ｍｍ处将达到上述相同规定要求？计算氢原子在700℃和800℃的扩散系数，并分析氢在钛合金中的扩散能力（设氢在该钛合金的扩散激活能为16.62KJ/mol,D 0=810-4cm 2/s ） 七、(15分) 高速电气化铁道用铜锡合金接触线悬挂于铁路上方，通过与受电弓滑板接触摩擦直接向电力列车送电该铜锡合金（Sn0.15-0.45%, Zr0.01-0.05%, Ni0.02-0.03%, Ti0.005-0.01%, 余为Cu）接触线是在张应力状态下工作，要求具有高强度和高导电率，且要控制其中的氧含量(一般需低于0.003%)日本和法国等国家主要采用连铸连轧工艺生产该合金接触线，而国内某企业采用“上引提拉铸造+连续冷挤压+冷拉”工艺生产 (1)该铜锡合金其添加的合金元素总含量控制在≤0.2-0.5%是出于何种考虑？ (2)试分析该国内企业的生产工艺有哪些优点？为什么？ (3)经冷拉拔后的铜锡合金丝并不能直接使用，还需经过一定的热处理，试分析其作用。

八、（20分）航空发动机涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机先进程度的重要标志随着推重比的不断提高，对高温合金的持久强度、蠕变强度和高温下的裂纹扩展速率和断裂韧性提出了更高的要求 （1）试用晶体缺陷理论解释材料蠕变变形的微观机理 （2）提出改善发动机涡轮叶片用高温合金高温强度的措施并解释其原理 2 / 2。